News Release

視覚は、どのように聴覚野を抑制するのか?

超高磁場fMRIが解き明かす感覚間抑制のメカニズム

Peer-Reviewed Publication

National Institutes of Natural Sciences

image: 

Upper left: Ultra-high field (7 Tesla) MRI scanner at the National Institute for Physiological Sciences. Upper right: Visual stimuli used in the fMRI experiment. Moving gratings were presented to either the left or right visual field. Lower left: Location of the primary auditory cortex in the human brain. Lower right: Brain activity in the contralateral and ipsilateral primary auditory cortex during visual stimulation. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the percent signal change in brain activity. The onset of visual stimulation is at 0 seconds, with the gray shaded area indicating the stimulus duration. The red line represents the mean across all participants, and the magenta shaded area represents ±1 standard error (SE) from the mean. Comparable levels of brain activity suppression were observed in both hemispheres.

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Credit: Hiromasa Takemura

私たちが世界を認識するとき、視覚や聴覚といった五感は独立して働いているわけではなく、脳内で常に相互作用しています。本研究チームは、視覚入力が聴覚野における脳活動を低下させる現象の背後にある神経機構を調査しました。

実験では、脳の「交差性(左側の視野の情報は、主に右半球の視覚野で処理される仕組み)」を利用しました。参加者の左右どちらかの視野にのみ視覚刺激を提示することで、片側の半球の視覚野を分離して活動させることが可能になります。これにより、視覚入力による聴覚野の活動低下が「視覚野の活動に伴う局所的な影響」なのか、それとも「半球を超えた脳全体の調整」なのかを検証しました。これをヒト実験参加者を対象とする7テスラfMRI実験により精密に検証することで、大脳皮質だけでなく、より深い場所にある視床と呼ばれる脳部位の活動についても検討しました。

実験により得られたデータを分析した結果、左右どちらの視野に視覚刺激を呈示した場合でも、聴覚野の活動低下(抑制)は刺激を受けた側だけでなく、左右両方の半球で確認されました。このことにより視覚入力による聴覚野の抑制は、局所的な反応ではなく、半球をこえた抑制メカニズムによるものであることが示唆されました。

一方で、視覚と聴覚の初期処理を担う重要拠点である「視床」においては、このような抑制現象を示す結果は見られませんでした。このことは、感覚間の抑制が視床のような初期の段階よりは、より高次な大脑皮質のレベルで生じている可能性を示唆しています。

本研究の結果は、ヒトの脳が複数の感覚をどのように調整しているかという理解をさらに深め、先行研究の知見をより精緻なものにしました。先行研究における知見に対して、高精度のマッピングにより新たな感覚間相互作用の理解を進めた成果であり、ヒトの脳がどのようにして複数の感覚系の間でのバランスを維持しているのかを知る上で重要な基礎的知見がもたらされました。
 


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